Zum Beispiel, was passiert, wenn Licht auf ein Blatt oder eine Solarzelle trifft und die Energie absorbiert und umgewandelt wird. Wenn chemische Verbindungen neu entstehen oder aufgebrochen werden, dauert dies nur ein paar hundert Femtosekunden (tausendstel Billionstelsekunden). Die Röntgenblitze des SwissFEL sind nochmals eine Grössenordnung kürzer. Deshalb lassen sich damit Schnappschüsse der einzelnen Reaktionsschritte machen und zu einem Film zusammenfügen, der Einblick in das temporeiche Geschehen gibt.

Was passiert in der Grätzel-Zelle?
Bei einem der Experimente geht es um Farbstoffsolarzellen – eine Erfindung, die Michael Grätzel, Professor an der ETH Lausanne, 1992 patentieren liess. Grätzel-Zellen bestehen aus mehreren Schichten. Augenfällig ist der Farbstoff, der das Licht einfängt und dabei Elektronen freisetzt. Darunter steckt eine poröse Schicht aus winzig kleinen Titandioxid-Partikeln, welche die Elektronen weiterleitet. Die Elektronen sind die Ladungsträger, welche den Strom liefern. "Wir wollen herausfinden, was in der Grätzel-Zelle in den allerersten Momenten passiert, wenn Licht auf sie fällt – wohin der Strom fliesst oder wo er feststeckt, was man natürlich nicht möchte", sagt Christopher Milne. Bei den Solarzellen geht es vor allem darum, die Effizienz zu steigern. Dazu sollen Experimente mit Kobaltoxid durchgeführt werden, das sich noch besser für Solarzellen eignen könnte.

Text: ee-news.ch, Quelle: Paul Scherrer Institut PSI